Repaso Hidrostática 4 ESO

• En el experimento del tonel de Pascal, éste usa un tonel cilíndrico de 80cm de altura y 30 cm de radio. La tapa superior está atravesada por un tubo vertical de 1cm de radio. Pascal vierte agua por la parte superior. En el momento en que vierte un litro de agua(1000cm3), las paredes del tunel se rompen. 
  
• Determina a)La sección(superficie circular) del tubo delgado b)Sabiendo que el volumen de agua que contiene el tubo es el producto de su sección por la altura, calcula la altura de agua de la columna de 1L de agua c)Sabiendo que la densidad del agua es 1000kg/m3, calcula la presión que ejerce esta columna d)Calcula la superficie lateral sel barril cilíndrico S=pi•r2•h y, a partir de la presión, la fuerza que se transmite a las paredes
• El gato hidraúlico es una máquina que combina la prensa de Pascal y la palanca de Arquímedes. El émbolo pequeño. De 0,3 cm de radio se presiona bajando una palanca de 30cm de brazo mayor y 1.5 cm de brazo pequeño. F1•b1=F2•b2. El émbolo grande, de 1.5 cm se quiere usar para elevar 8cm una piedra de 2000kg.
  
  Calcula a)La fuerza que se ejerce sobre el émbolo pequeño y su desplazamiento b)La fuerza que hay que ejercer sobre el brazo grande de la palanca (F1•b1=F2•b2) y cuánto hay que desplazarlo.
• Un lingote de metal de 500g se sumerge  en agua y se obtiene un peso aparente de    4.64N. Después, se sumerge en un líquido y se obtiene un peso aparente de 1.45 N.Calcula el volumen del lingote y su densidad. Calcula la densidad del líquido.

• Di si son verdaderas o corrige estas frases para que sean verdaderas:

1. Los esquíes son más grandes para que el esquiador pese menos y no se hubda en la nieve
2. Un anticiclón es una zona de bajas presiones desde la cual el aire circula en línea recta hacia la borrasca
3. El experimento de Torricelli permitió calcular la presión atmosférica, pero no tiene más consecuencias
4. La fierza de empuje sólo es importante en líquidos
5. En las prensas hidraúlicas se usa aceite por su mayor densidad

Presión y Previsión 4ESO

Busca en la Biblioteca el Libro de la Física de Clifford A Pickover y lee las páginas 92, 120, 222, para contestar a estas preguntas:

• ¿Qué dos utilidades fundamentales tuvo históricamente el barómetro?
• ¿A quién se atribuye su invención? ¿qué observación inicial hizo sobre su barómetro y el tiempo atmosférico?
• ¿Qué importante hecho demostró Pascal con el barómetro de Torricelli?
• ¿Cómo funciona un barómetro Aneroides?
• ¿qué variables matemáticas relaciona el principio de Bernoulli?
• ¿En qué consiste el efecto Venturi? Da un ejemplo de aplicación?
• Según Buys Ballot, en nuestro hemisferio norte ¿A qué lado queda la zona de bajas presiones si me coloco de cara al viento?
• ¿cuál es el resultado global de los vientos de aires procedentes del norte y del sur?

Visita http://meteo.iesaglinares.org

• Cita las variables metereológicas que aparecen en la estación:
• Anota sus valores de los últimos tres días. explica si guardan alguna relación con el tiempo de hoy 

Ejercicios Presión Hidrostática

1. Calcula la presión total en el fondo de una presa de 40 m de profundidad. ¿Qué fuerza soportan 10m2 de pared de la presa a esa profundidad?
   
   
2. Un émbolo separa por la parte infer dos vasos comunicantes, uno tiene mercurio (13600 kg/m3) y otro aceite (917 kg/m3), Si la columna de mercurio tiene una altura de 40cm, ¿Qué altura tiene la de aceite?
3. una prensa hidraúlica está formada por dos cilindros, uno de 5 cm de radio, y el otro de 40 cm de radio. Si se sube un niño de 45kg sobre el émbolo pequeño ¿se podrá levantar un rinoceronte de 3000 kg con el grande?
4. Una piedra de 1000 kg tiene un peso de 7500N en el agua (1000kg/m3). ¿Cuál es el volumen y la densidad de la piedra? ¿Cuál será su peso en aceite(d=917 kg/m3)
5. ¿Cuál es la masa de un barco que desplaza 560 000 L de agua al flotar (ten en cuenta que si flota el empuje y su peso están equilibrados)?

Presión hidrostática 4 ESO

Observa el siguiente vídeo 

• ¿Qué es y para qué sirve la hidrodinámica?
• ¿Qué es y para qué sirve la hidrostática?
• ¿Qué civilización fue pionera en el estudio de la hidrostática?
• ¿Qué importante matemático griego estableció un importante principio para la hidrostática? ¿Cuál era ese principio? Explícalo
• ¿Aplicaron los romanos la hidrostática? Cita ejemplos 
• ¿Qué importante matemático francés estableció el principio fundamental de la hidrostática? ¿Cuál era ese principio? Explícalo
• ¿Qué máquina se basa en este principio?
• ¿Cúal fue la contribución de Bernoulli a la hidrostática? ¿Qué relación guarda con la fiebre del oro?

Ejercicios movimiento circular 4ESO

• La rueda de un vehículo tiene 30cm de radio y gira a 500 rpm durante  5 minutos exactos. Calcula a)la velocidad circular y lineal b)La aceleración normal de un punto del exterior de la rueda c)El periodo y la frecuencia d)La ecuación  espacio tiempo  e) El ángulo y la distancia recorrida en 5 minutos 

Paso 1: Recopilamos los datos y los 
500 rpm • 2pi rad/vuelta= 8.33 Hz

convertimos al SI:
R=30  cm • 100cm/1m = 0.3 m
a) Velocidad angular y lineal: .

500 rpm • 2pi rad/vuelta • 1min/60s=52,4 rad/s 

Para calcular la velocidad lineal, 

v=w•R=52,4 rad/s•0.3m/=15,7 m/s

b) Ecuación  de la aceleración: an=w^2•R=52,4^2×0.3=821 m/s2

c) Período  y frecuencia: 

Ya sabemos que  f=8,33 Hz

En nuestra hoja de fórmulas: T=1/f=1/8,33=0.12 s

d) Ecuación del ángulo en función del tiempo: @=@0 + wt. No tenemos ángulo ni desplazamiento inicial , así que lo tomamos  como 0. 

@=52,4 •t 

f) Ángulo y distancia recorrida en 5 minutos:

@=52.4×5min×60s/1min=3144 rad

S=@×R=3144×0.3=943.2 m

Siguiendo el método que has visto calcula velocidad angular y lineal, ecuación del ángulo y aceleración normal para:

• Rueda de 40 cm de radio que gira a 120 rpm
• Rueda de máquina de 20 cm de diámetro que gira a 900 rpm

Problemas de Energía 4ESO

Pasos para resolver problema de energía

P ej: Un coche de 1200 kg circula por una autopista a 126 km/h. Determina a)Su energía cinética. La altura a la que podría subir por una rampa sin rozamiento c) La fuerza necesaria para pararlo en 60 m d)La aceleración que experimenta en esa parada un coche y sus pasajeros
 # Paso 1: Escribo datos en SI:7
a) m=1200 kg b) v=126 km/h•1000m/1km•1h/3600s=35 m/s
# Paso 2: Recuerdo los principales tipos de energía: Cinética(movimiento) Ec=mv2/2. Potencial(altura): Ep=mgh; Mecánica: Em=Ec+Ep. Trabajo de una fuerza: T=F•desplazamiento•cosA
Apartado a) Ec=mv2/2=1200•35^2/2=735000J
Apartado b) Por conservación energía mecánica se dará:
  Ecinicial= Ep(final)
  mv2/2=mgh puedo despejar ya h=v^2/2g o con números 735000=1200•9,8•h. En ambos casos h=62m, 20 pisos
  Apartado c) Para detener el coche, necesito que el trabajo de una fuerza que lo para en 60m sea igual a la energía cinética inicial: Ec(inicial)=T osea, mv^2/2=F•Desplazamiento. F=Ec/desplazamiento. F=735000/60=12250N
#Apartado d) Para calcular la aceleración si conozco la fuerza, aplico 2a ley de Newton F=ma a=F/m. a=12250/1200=10.1 m/s2, 1g aprox

Ahora intenta tú hacer estos problemas:

• Calcula la energía cinética de: a) Un autocar de 20000kg a 90 km/h b)Una moto de 200 kg a 270km/h c)Una bala de 50g a 1170 km/h Calcula la altura a la que tenía que estar cada uno para tener esa misma energía. Calcula la fuerza necesaria para parar a cada uno en 10 m
• Calcula la energía potencial de: a) Un pájaro de 1.8 kg a 1200m de altura, b)Un coche de 1500 kg a 100n de altura c)Un avión de 200 tn a 10000m de altura. ¿A qué velocidad llegarían al suelo en caída libre sin rozamiento (conservación Em)?
• Calcula la energía mecánica de: a) Bicicleta con ciclista(100kg) a 40km/h y 200 m de altura b)Locomotora de 60 tn a 240km/h y a 50m de altura c)Helicóptero de 3tn a 360km/h y 2000 m de altura

Determinación de valencia de átomos en compuestas

1 Elementos: H2 o Fe: la valencia es 0
2 Compuestos binarios: Hay que fijarse en el anión, ya que suelen tener una única valencia. Nota: La valencia la indico entre paréntesis:  

• Mn2O7 Primero anión (el de la derecha) El O normalmente es -2: Mn2O(-2)7: Calculo el número de cargas negativas: Hay 7 O: (-2)×7=-14. Como hay dos átomos de Manganeso para neutralizar la carga negativa: carga Mn=1+14/2=+7
• HCl: Determino primero la valencia del anión, que es el de la derecha. En este caso (me tengo que saber las valencias), es el Cl-: Así el H tiene que ser 1+.
• FeH2: Ahora el anión es H. Como anión hidruro es H-1: Al haber dos H-, el hierro, Fe, tiene que ser 2+: Así se que es Hidruro Ferroso, Dihidruro de hierro o hidruro de hierro (II)

3 Compuestos temarios (oxiácidos u oxisales): 

• Si son hidróxidos: Au(OH)3: Como el OH es -1, el Au (oro) será +3, ya que hay 3OH- (3 cargas negativas)
• Si son oxoácidos: H4As2O7: Considero al O como -2 y al H (protón) como +1: Así, tengo 7 oxígenos y 4 protones: La carga es 4·(+1)+7·(-2)= -10. Esta carga se tiene que compensar con los 2 átomos de arsénico, así que qAs=10/2=+5. Para saber qué ácido era, en este caso me fijo en que hay 4 protones (Se debe a que he añadido 2 moléculas de H2O) Así que: H4As2O7-2H2O=As2O5. Éste es el anhídrido arsénico, como añado 2 moléculas de agua tengo el ácido piroarsénico

• Si son oxisales, Al2(SeO4)3, necesito tener un buen control de las valencias: En este caso, se que el Al sólo puede ser 3+. Por tanto, tenía el aniçon (SeO4 )-2: Como el óxigeno tiene -2: El Se tiene +6 puesto que +6+(-2)·4(hay 4 O) son -2, que es la carga del catión

2 Practica ahora con estos   compuestos:Calcula la valencia de sus átomos y nómbralos(nombra el compuesto, no los átomos)

• HNO3
• BeSO4
• Na2S
• FeBr3
• H2SeO3
• Ba3N2
• Cu2CO3
• LiH3As2O5
• NaKSeO4
• Hg(ClO4)2